1. 1 Antena omndireccional dependiendo la  cobertura que se quiere alcanzaar se elijiran los dbis
2. 1 Acces Point (AP) de largo acance (Para el ejemplo usare un Linksys WAP54G
   Wireless-G Access Point ).
3. 30 cm de cable pigtail (podrias usar este  pigtail RP-TNC a tipo N Macho o Pigtail RP-SMA a N Macho dependiendo del adaptador de tu AP)
4. 2 Caja estanca (para proteger los  AP )
5. 1 acces Point (para usar como cliente receptor, podemos utilizar un Satra o TPLink de acuerdo a las posibilidades que se tengan pero tambien se puede utilizar una tarjeta inalambrica)
6. 1 panel (opional, pero hara que la señal sea mas  estable, apropiado para usar en zonas donde no se reciba bien la señal)
7. 1 Router (El cual brinda el servicio de Internet – en este caso telefonica lo proporciona)
8. Cable UTP con conectores RJ45

Conexión

Primero que nada  hay que  tener un lugar donde ubicarlo lo cual tendría que tener una altura  razonable para que no  pueda haber inteferencias, dependiendo tambien del rango que se desee cubrir dependera  esta altura y  de la topología de la region, para el caso de  usar antenas omnidireccionales es recomendable para zonas planas y de preferencia se debe  colocar al centro de la región a cubrir, se podria colocar en la cima  de  un edificio, una casa, o se puede colocar tambien en una torre de comunicación.

Conexión por parte del Servidor (antena omnidireccional)

Primero retiraremos una las antenas del AP linksys para poder conectar la antena omnidireccional a una de estas por medio del cable pigtail tambien se conectara la  fuente del AP Linksys y el cable UTP a una entrada ethernet , y todas  estas conexiones se colocaran en una caja estanca para poder proteger el equipo.

y el otro extremo del cable pigtail irá a la antena omnidireccional y el otro extremo del cable UTP ira al router y la conexion electica de la  fuente irá conectada a un establizador.

La compañía RIM ha comunicado oficialmente el lanzamiento de su nuevo teléfono móvil, el BlackBerry Pearl Flip 8220. Es el primer modelo de la marca con tapa fuera del diseño candybar.  Es un producto diferentes comparando a los anteriores productos de la marca. Aunque no lo pareciera este nuevo dispositivo se ha convertido en una pieza clave,  junto con la primera BlackBerry con pantalla táctil.

Como hice referencia anteriormente, en su tapa posee dos pantallas, una interna y otra externa. La primera es una pantalla QVGA más grande, acompañada por un teclado SureType similar al  de la Pearl original. Mientras que la segunda nos brinda información acerca de nuestros e-mails, mensajes o llamadas.

La BlackBerry Pearl Flip 8220 cuenta con la tecnología WiFi y UMA, conectividad Bluetooth estéreo,  cámara digital de 2 megapíxeles , memoria expandible vía tarjeta microSDHC, buscador HTML. Es un teléfono cuatribanda GSM. Se podrá adquiri en las tiendas de productos electrónicos a partir del mes de octubre en  Estados Unidos. Aún no hay confirmación oficial acerca de su costo.

Fuente: BlackBerry Pearl Flip 8220

Fuente

El único requisito para tener tu propia red inalámbrica es poseer una conexión de banda ancha ya sea Cablemodem o ADSL, el siguiente paso es elegir que router inalámbrico se adecua mas a nuestras necesidades, para esto debemos saber que es lo que mas hacemos en Internet, navegamos?, jugamos en línea?, revisamos correos?, uso de Webcams y Chat?, la mayoría de los equipos que podemos encontrar en el mercado actualmente soportan este tipo de aplicaciones, pero si eres de esas personas que posee 3 o 4 computadores en tu hogar y cada una de estas se encuentra en aplicaciones que demanden un gran consumo de ancho de banda como ares, emule, Limewire, etc. Es probable que tu router llegue a un punto de colapso, recuerda que ellos tambien poseen una memoria RAM la cual si es llenada el sistema colapsa.

La seguridad de estas redes es un tema bastante delicado, debemos empezar por saber que tipo de encriptación vamos a usar, hay 3 tipos de encriptación: La conocida como WEP es la más común, el problema de esta es su alta vulnerabilidad existen muchos programas capaces de descifrar este tipo de encriptación. WPA es un tipo de encriptación más reciente, WPA emplea el cifrado de clave dinámico, lo que significa que la clave está cambiando constantemente y hacen que las incursiones en la red inalámbrica sean más difíciles que con WEP. El tercer tipo es WAP 2. Es mucho más fuerte. Tiene un nivel de codificación mucho más alto, pero para poder usar este tipo de encriptación debes tener en cuenta que en sistemas operativos como XP debes tener instalado la actualización KB893357, sin esta no podrás accesar a la red, es fácil de conseguir y el service pack 3 lo trae.

La instalación es relativamente sencilla al comprar tu equipo deberá tener instrucciones detalladas de las conexiones necesarias para poner en marcha el equipo inclusive un cable de red, unas recomendaciones para sacarle el máximo provecho a la cobertura de nuestra red es primero realizar la instalación en un lugar amplio y central del hogar y segundo colocarlo preferiblemente a la altura de nuestra cabeza o un poco más si es posible, de esta manera se le da espacio suficiente para la expansión de las ondas.

¿Cuantas veces tuviste que prender tu computadora portátil para ver si había señales wifi cercanas? ¿Cuántas veces tuviste que prender tu smartphone para ver si había señal?

Ya no más…

Wi-Fi Detector Shirt

Se trata de una remera que posee incorporado un detector de redes wifi 802.11b y 11g alimentado por 3 pilas “AAA”. También tiene unas barras luminosas -como se muestra en la imagen- que se encienden y apagan, de forma parecida al indicador de cobertura de un teléfono celular (dependiendo de la intensidad de la señal).

Esta remera fue diseñada y fabricada por ThinkGeek.com, y está a la venta por sólo 29.99 dólares; es un precio bastante bajo en relación a lo innovador que es este producto.

Veamos cuales son:

Redes Ethernet

Las redes Ethernet son las que se conectan mediante cable. Los elementos indispensables son los siguientes:

• Cable de red: Es el medio de conexión entre los distintos elementos de la red. Lo podemos comprar ya hecho o bien hacerlo nosotros.
• Si lo hacemos nosotros, dependiendo de la distancia, debemos mirar bien qué tipo de cable usamos. Básicamente hay dos tipos: UTP y STP.
• - Cable UTP:  Es el que vemos en la imagen superior izquierda. Se trata de un cable algo más fino, más manejable, pero también menos seguro y propenso a interferencias. No hay problema en utilizarlo en distancias cortas (hasta 5 metros), pero en distancias más largas es más recomendable el tipo STP.
• - Cable STP: También llamado cable de red blindado, es el que se muestra en la imagen superior derecha. El blindaje ofrece, además de una mayor resistencia a la torsión, una resistencia a las interferencias que el cable UTP no tiene.
• En ambos caso se trata de una manguera con 8 cables diferenciados por colores (4 colores y su correspondiente combinación con blanco). Dentro de la manguera se trenzan el de color sólido con su correspondiente color/blanco. El nivel de trenzado difiere según el color.
• Estos cables se agrupan también por categorías (cat). Las categorías utilizadas son las siguientes:
• - Cat 5e: Usado en redes fast ethernet (100 Mbit/s) y gigabit ethernet (1000 Mbit/s). Diseñado para transmisión a frecuencias de hasta 100 MHz.
• - Cat 6: Usado en redes gigabit ethernet (1000 Mbit/s). Diseñado para transmisión a frecuencias de hasta 250 MHz.
• - Cat 6a: Pensado para ser usado en redes 10 gigabit ethernet (10000 Mbit/s). Diseñado para transmisión a frecuencias de hasta 500 MHz.
• En cualquier caso, la longitud máxima no debe exceder de la 100 metros (con cable STP).
• - Terminales RJ-45: Para conectar estos cables necesitamos unas clavijas o terminales. El tipo utilizado es el RJ-45, algo mayor que el telefónico (RJ-11) y con 8 contactos.
• Los hay de dos tipos, normales (imagen de la izquierda), utilizados con cales UTP y cat. 5e y blindados (imagen de la derecha), utilizados sobre todo con cables de cat. 6, aunque también se utilizan con cables STP.
• Para estos terminales existen unos protectores (imagen inferior) en diferentes colores, para hacer más fácil la identificación de los diferentes cables de red.
• En cuanto a los cables de red normales y cruzados, el cruzado se utiliza sobre todo para unir dos ordenadores (aunque tanto los routers como los switch actuales los suelen soportar) y los normales se utilizan para redes a través de routers u switch.
• - Switch: Básicamente un switch es un componente de la red que permite conectar más de dos elementos. El switch no tiene configuración (salvo los switch configurables, que sólo se suelen utilizar en grandes redes). Normalmente reconoce el ordenador que se le conecta mediante su MAC y/o su IP y redirige el tráfico de datos hacia el ordenador de destino. Los hay desde los más básicos de 5 puertos hasta 64 puertos. Se pueden conectar varios switch dentro de una red. Para ello suelen traer un puerto específico.

Pero evidentemente necesitamos algo donde conectar nuestros cables de red, y ese algo son las tarjetas Ethernet.

En la actualidad todas las placas base traen al menos una tarjeta Ethernet (imagen superior), pero en caso de no traerla (porque sea un equipo algo más antiguo o porque se nos haya estropeado), podemos instalar una tarjeta PCI Ethernet como la que se muestra en la imagen inferior.

Bien, con estos elementos ya podemos crear una red Ethernet.

Red WiFi

Una red WiFi es una red Wireless (sin cable), que trabaja bajo los protocolos WiFi (802.11, en sus diferentes versiones)

Aquí ya se complica algo (aunque no mucho) el tema. Vamos a ver los elementos que necesitamos.

En la actualidad la gran mayoría de los ordenadores portátiles que se venden llevan incluida una tarjeta de conexión Wifi, tarjeta que también incluyen muchas placas base de gama alta, pero en aquellos ordenadores que no incluyen este tipo de tarjetas necesitamos instalar una para poder establecer una conexión Wifi, y por lo tanto crear una red bajo este protocolo.

En primer lugar veamos los elementos de conexión que necesitamos en nuestro ordenador:

• - Tarjeta PCI WiFi: Hay bastante variedad de modelos, pero todos tienen en común que utilizan un slot PCI para conectarse al ordenador. Es el sistema más eficaz, pero también es el único que requiere una instalación física.
• - Adaptador USB WiFi: Si en tarjetas PCI WiFi hay una grán cantidad de modelos, en adaptadores USB WiFi hay más aun. Se emplea muchísimo por su gran comodidad (no necesita instalación física, sólo conectar a un puerto USB e instalar los drivers) y además se puede utilizar en más de un ordenador (evidentemente no a la vez).
• - Adaptador PCMCIA WiFi: Los adaptadores PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) están diseñados específicamente para ordenadores portátiles (aunque hay tarjetas PCI PCMCIA). Son más fiables y estables que los adaptadores USB, pero dado que actualmente casi todos los portátiles incluyen una tarjeta WiFi cada vez se ven menos.

Bien, si lo que pretendemos es hacer una red entre dos ordenadores, con esto ya es posible (formaremos una red AD-HOC).

Pero si queremos conectar más de dos ordenadores en red ya tenemos que utilizar otros elementos:

• - Access Point: Un Access Point (punto de acceso) es un elemento que permite interconectar redes Ethernet con redes Wifi.
• - Router Wifi: Este dispositivo permite una amplia configuración de la red. En su versión WiFi permite conectarse a él tanto vía Ethernet (suelen tener entre uno y cuatro puertos RJ-45) como vía WiFi.

Conexión a Internet

Visto desde el punto de vista de una red, Internet no es más que una suma de redes a la que nosotros nos conectamos mediante un proveedor de servicios ISP. Tenemos varias formas de establecer esta conexión, pero las más utilizadas son o bien por ADSL (banda ancha de la red telefónica) o mediante cable.

En ambos casos necesitamos un módem de se encargue de modular y desmodular la señal de forma que sea comprensible a nuestro sistema.

Los módem pueden ser de varios tipos:

• - Módem ADSL USB: Este sistema ha sido el más utilizado hasta la aparición de la ADSL2+ cuando se trataba de conectar a Internet un sólo ordenador. Normalmente se conecta al ordenador mediante USB (aunque también los hay que se conectan a un puerto RJ-45).
• - Cable Módem: Prácticamente igual que el caso anterior, solo que en este caso la entrada en vez de ser mediante la red telefónica es directamente mediante un cable de transmisión de datos. Este tipo de móden suele ir conectado normalmente a un puerto RJ-45. Es el utilizado por los proveedores ISP de cable, como es el caso de ONO en España.
• - Módem – Router ADSL: Se diferencia de un router en que incorpora en su interior un módem ADSL, por lo que tenemos dos elementos en uno solo. Se distinguen sobre todo porque llevan una entrada para la línea telefónica (un conector RJ-11, dentro del recuadro rojo en la imagen superior).
• - Cable – Router: En el caso de que nuestra conexión a Internet sea mediante cable, también tenemos disponibles Cable-routers WiFi, como es el caso del que se muestra en la imagen, un THOMSON TCW710.

Bien, ya hemos visto los elementos necesarios para formar nuestra red.

Una cosa ha de quedar clara. Una vez establecida la conexión entre los equipos, la forma en que gestionamos la red es totalmente independiente del tipo de conexión que utilicemos. Da lo mismo que nuestros ordenadores se conecten vía Ethernet o vía Wifi, la configuración posterior de la red es igual en ambos casos.

En lo único que se diferencian es en las medidas de seguridad que son necesarias en una red Wifi (como encriptación de la señal mediante WEP, WPA o filtros MAC) para que personas no autorizadas puedan acceder a nuestra red.

El presente libro electrónico tiene como finalidad llevar paso a paso al lector en la realización y construcción de una antena USB externa para red inalámbrica con alcance de hasta 1.5 Kms. de una forma rápida, sencilla e intuitiva.

No se requieren conocimientos previos de radiocomunicación, electrónica o alguna otra ciencia (solo necesitas saber como conectar un dispositivo USB a tu PC). Está escrito de manera tan clara que cualquiera puede llevar a cabo dicha construcción.

Antes de proceder a armar tu antena lee completamente este manual y asegurate de no tener dudas, en caso de tenerlas para eso esta mi mail.

Capitulo 1: ¿Qué es y cómo funciona? (sin tecnicismos)

• La antena que construiremos consta de cuatro partes principales:
• Rejilla de Reflexión
• Receptor
• Cable de conexión
• Protección contra intemperie

La rejilla

Es la parte trasera de nuestra antena, ella se encarga de captar la señal que viaja en el aire y concentrarla en el receptor.

El receptor

Es el encargado de convertir la señal que concentra sobre él la rejilla en datos que entienda nuestra computadora.

Cable de conexión

Es la interfase que conecta la computadora al receptor, puede ser extendida hasta 15 metros.

Protección contra intemperie

Es la cubierta que protege al receptor para que no sea dañado por el sol, la humedad, el polvo o cualquier otro elemento presente en la intemperie.

Capítulo 2: ¿Qué necesito, dónde lo consigo y cuánto cuesta?

Muy seguramente, una vez que te encuentres disfrutando plenamente de la eficacia y buena operación de la antena que construirás, te darás cuenta de que este capítulo contiene la información más sencilla y valiosa de todo el libro.

Rejilla

• ¿Qué es? Es tomada de una antena de TV de rejilla convencional.
• ¿Dónde comprar? En cualquier tienda donde vendan Antenas para TV o Radio.
• ¿Cuánto cuesta? Entre $100.00 y $150.00

Receptor

• ¿Qué es? Es un adaptador de red inalámbrica USB.
• ¿Dónde comprar? En cualquier tienda especializada en computo o en Mercado Libre México.
• ¿Cuánto cuesta? Entre $250.00 y $350.00.

Cable de conexión

• ¿Qué es? Extensiones USB de 5m (Hasta 3 de ser necesario).
• ¿Dónde comprar? En cualquier tienda especializada en computo Steren o en Mercado Libre México.
• ¿Cuánto cuesta? Entre $80.00 y $100.00.

2 USB HUB

• ¿Dónde comprar? En cualquier tienda especializada en computo o en Mercado Libre México.
• ¿Cuánto cuesta? Entre $50.00 y $70.00.

Protección contra intemperie

• ¿Qué es? “T” de PVC con 3 Tapas (tiene que caber tu adaptador USB).
• ¿Dónde comprar? Cualquier Ferretería o HomeMart.
• ¿Cuánto cuesta? No más de $20.00.

30 Cms de Tubo de PVC y 4 tapas para el mismo (tienen que caber dentro los USB HUB)

• ¿Dónde comprar? Cualquier Ferretería.
• ¿Cuánto cuesta? No más de $20.00.

Pegamento de alto impacto

• ¿Qué es? 1 Tubo de pegamento Epoxico Devcon 5 Minutos (Jeringa doble).
• ¿Dónde comprar? Tiendas COMEX o Ferreterías.
• ¿Cuánto cuesta? Entre $35.00 y $50.00.

Sellador contra Humedad

• ¿Qué es? 1 Tubo de Silicón Transparente.
• ¿Dónde comprar? Tiendas COMEX o Ferreterías.
• ¿Cuánto cuesta? Entre $20.00 y $30.00.

Bueno, y ahora para que todo esto tome forma necesitamos la siguiente herramienta.

• Cinta métrica
• Desarmador
• Pinzas
• Arco y segueta para metal
• Taladro con una broca de 9mm o Aprox
• Un trapo

Capítulo 3: Manos a la obra (paso a paso)

Primero que nada tomamos pinzas y desarmador y procedemos a desmantelar parcialmente la antena de TV que hemos comprado previamente, hasta que unicamente quede la rejilla reflectora con su eje central y nada más:

Tomamos la cinta métrica y procedemos a tomar las siguientes medidas:

1. La distancia de punta a punta de la rejilla (en rojo)



2. La profundidad de la rejilla (en rojo)

Una vez que hemos tomado los valores anteriores procederemos a realizar este sencillísimo cálculo:

• La distancia de punta a punta de la rejilla es “D”
• La Profundidad de la rejilla es “c”
• La formula que hay que aplicar es:
• X=(D*D)/(16*c) Por ejemplo: Si la distancia “D” para tu rejilla en particular es de 41.5cms. y la distancia c=12.5 cms. La formula seria:
• X=41.5*41.5/(16*12.5)=8.61(Tu debes obtener este dato con respecto a las medidas reales de tu antena)

Lo que acabamos de calcular, es la distancia sobre el tubo principal en la que se concentra la señal con más fuerza, por lo tanto como te debes estar imaginando, es a esta distancia donde vamos a colocar nuestro receptor (Adaptador de red inalámbrica USB)

Tomaremos ahora medidas de la longitud de nuestro adaptador USB.

Suponiendo que esta medida fue de 10 Cms (Tu debes ocupar la medida real de tu adaptador), divideremos esta entre 2, y obtenemos como resultado 5 Cms.

Al valor obtenido para X (en la pagina anterior) le restaremos el valor obtenido al dividir entre dos la longitud de tu adaptador USB. Entonces tenemos:

8.61cms-5cms=3.61cms

Este valor es la longitud que debe tener el eje de nuestra antena, por lo cual procederemos a cortarlo con la segueta para metal.

Como habras notado el eje de la antena es un tubo cuadrado y hueco, el cual has recortado a una distancia de 3.61 cms del centro de la rejilla hacia delante.

La parte trasera del eje que es donde normalmente van las fijaciones para el tubo la hemos dejada intacta y asi la dejeramos para poder fijar nuestra antena.

Vamos a calentar en una estufa el pedazo de eje sobrante hasta que este a una temperatura capaz de derretir el PVC, una vez que este a la temperatura adecuada, tomamos una de las tapas de la “T” y le haremos un agujero cuadrado en la parte central.

Esta Tapa servira de base para sostener la proteccion contra intemperie (T de PVC), debemos pegarla en el eje con resitol epoxico de 5 Mins. Para obtener algo asi:

Toma ahora las dos tapas para la “T” que sobran y apliacales Silicon por la parte exterios del borde, ahora colocalas sobre las bocas derecha e izquierda de la “T”, el unico hueco que quedera destapado es el de la parte inferior de la “T”.

Por la parte interior del eje (y de atrás hacia adelante) hay que pasar el extremo hembra de una de las extensiones USB, Toma en cuenta que debe salir lo suficiente como para que no cueste trabajo conectar el Adaptador inalambrico USB.

Conecta el adaptador USB Inalambrico en el conector que sale por la parte delantera del tubo hueco o eje.

Una vez conectado el adaptador inalambrico procederemos a sellar la conexión con sellador transparente mejor conocido como silicon.

Por la parte de atrás del eje, jala el cable de la extension USB hasta que la parte trasera del adaptador USB Inalambrico (la que va conectada a la extension) quede lo más pegado posible a la terminacion del eje.

Coloca silicon ahora sobre la tapa que esta fija al eje y coloca la “T”.

Acabas de concluir la tarea más complicada de la fabricacion de tu antena.

Ya estan listas para funcionar: La rejilla, el receptor y la cubierta contra intemperie.

Conecta ahora el extremo libre de la extension al puerto serial de tu PC y verifica que reconoce el dispositivo.

Debe decir nuevo hardware encontrado “Adaptador de red inalambrica”.

Una vez que hallas probado esto, debes continuar con el ensable del la interfase de conexión.

Recorta dos secciones de tubo de PVC de 15 Cms de longitud, a cada una de las cuatro tapas, que deben enbonar en el tubo, hazle un agujero cuadrado, utilizando nuevamente la seccion sobrante del eje tal y como lo hiciste anteriormente para la tapa inferior de la “T”.

Pasa la punta de la extension que viene desde la antena por una de estas tapas y conecta uno de los HUB USB. Sella la conexión, coloca silicon en la tapa, mete el hub USB al tubo de PVC y tapa un extremo del tubo, toma otra extension USB de 5 mts y pasala por otra tapa previamente perforada, conectala al HUB que ya esta adentro del tubo, sella la conexión y coloca la otra tapa pegandola con silicon.

Fijate en el diagrama (Es como una radiografia del protector de conexión de interfase):

Haz lo mismo con el otro extremo de la extension:

Pon el otro HUB dentro del otro tubo, pon las dos tapas restantes y conecta el ultimo tramo de extension USB.

¿Por qué debo utilizar los HUB?

Prometi en un principio no dar explicaciones complicadas, pero estoy tomado en cuenta que eres curioso por naturaleza.

La señal que viaja dentro de los cables USB, no puede llegar a más de 5 metros ya que va perdiendo fuerza por causa de la distancia, lo que hace el HUB es volverle a dar fuerza e impulsarla por otros 5 metros más, de manera que con un HUB la hacemos viajar 10 metros y con 2 HUBS 15 metros, lo cual es una buena distancia de cable para una antena que estara externa.

Tambien hay una solucion comercial para esto, y se llaman extensiones USB activas, solo que suelen se caras ($350.00) y dificiles de conseguir.

Capítulo 4: Instalación

El adaptador USB inalambrico que adquirirste debe tener un CD con los drivers, es importante que hallas verificado que el adaptador trabaja con tu sistema operativo, realiza la instalacion como te indica el manual del propietario de la adaptador y dsifruta de tu antena.

Este tipo de antena la he probado en enlaces en los que pongo una contra otra a una distancia de hasta 2.3 Kms.

La que muesto en la foto que sigue, es la que mantiene conectado a internet y lleva ya 1.5 años funcionando sin dar ningun problema llueve, truene o relampaguee.

Aprovecho esta ultima seccion para comentarte que la mayoria de las redes wireless (Infinitum) no son 100% segura y son facil accesar. Si estas pensando que lo que estoy diciendo es que puedes colgarte de la red inalambrica de tu vecino estas en lo correcto, pero si no tienes permiso es delito.

Cuento con un paquete de software para windows que te ayuda a explorar este apasionante mundo de la seguridad inalambrica aun y cuando tengas solo conceptos basicos de redes.

Espero que disfrutes construyendo tu antena como yo disfrute al redactar este Ebook

Un favor más, se que este ebook ahora es tuyo, y tambien se que pagaste un precio por el, pero no por los derecho de reeimpresion.

Ayudame a seguir ayudando y no lo piratees.

Al comenzar a utilizar la tecnología WI-FI en entornos exteriores como solución de última milla; se empiezan a presentar problemas al momento de realizar la planificación del sistema de radiofrecuencia, ya que no existe un estudio, modelo de propagación o herramienta para ambientes externos, en este tipo de tecnología.

Con el fin de mejorar y optimizar la implementación del sistema de comunicación a nivel metropolitano y además que técnicos, proveedores e instaladores posean de una herramienta para mejorar el rendimiento de las redes, se desarrollo este proyecto, en el cual se implementan enlaces fijos en la banda de 2.45 Ghz (WI-FI) para aplicaciones de dispositivos WI-FI en ambientes urbanos para distancias entre 0.1 y 1 KMS.

En adición a esto se caracterizó y se describió el área donde se realizarán los enlaces, debido a que otros modelos de propagación tienen en cuenta este parámetro para predecir las pérdidas por espacio libre.

Por último se implementó una herramienta para predecir el nivel de potencia en el receptor, basada en el modelo COST- Walfisch-Ikegami con línea de vista (LOS) y en el tipo de obstrucción presente en cada enlace. Los resultados obtenidos con la herramienta, se comparan y analizan con el fin de tomar las debidas conclusiones de acuerdo al comportamiento obtenido y afirmar si este parámetro (coeficiente de obstrucción) es de gran importancia a la hora de predecir el nivel de potencia en un sistema receptor.

Metodología

Para un mejor entendimiento se dividió el proyecto en seis módulos que interactúan entre sí. El diagrama de bloques, se encuentra ilustrado en la Figura 1.

Diagrama de Bloques del Sistema

Fig. 1. Representación del diagrama de bloques del sistema.

Módulo de localización y caracterización del área de las mediciones. Hace referencia, al área donde se van realizar las mediciones experimentales, donde primero hay que localizar la zona y después describir las características que la identifican.

Módulo de obtención de medidas en el campo. Esta conformado por el sistema de comunicación WI-FI en un área urbana de la ciudad de Barranquilla, este sistema esta conformado por un Transmisor 802.11b, tres cables de acople, una antena Omnidireccional para el sistema transmisor y una Yagi-Uda para el sistema receptor, una tarjeta de red inalámbrica 802.11b y un computador portátil. Ver fig. 2. [4]

Fig. 2. Diagrama de bloques de la estructura física del sistema de comunicación.

Módulo de identificación del tipo de obstrucción presente en el enlace. Este módulo esta compuesto por la determinación del coeficiente de obstrucción presente en el enlace, el cual se basa en el nivel de obstrucción de la primera zona de Fresnel de acuerdo al obstáculo más significativo presente en la línea de vista del enlace. Esta se determina por medio de una calculadora desarrollada (BlockLink) en este proyecto.

.Módulo de obtención de resultados de la herramienta de medición propuesta. De acuerdo a los datos obtenidos del módulo anterior, se obtienen los resultados de la herramienta, el cual se basa en la afirmación de que las difracciones provocadas por obstáculos que impidan el viaje de la señal, causan una disminución en proporción al porcentaje de obstrucción (que tanto esta bloqueada la zona de Fresnel) en el nivel de potencia (dBm) que llega al receptor.

Módulo de obtención de resultados de los modelos COST Walfisch Ikegami (LOS) y Espacio libre. Este módulo consiste en los resultados obtenidos de pérdidas en el espacio por los modelos Walfisch-Ikegami con línea de vista y espacio libre (PL: path loss), los cuales se determinan por las ecuaciones (1) y (2) respectivamente. Ver [10] [7] [6]

Donde:

• Longitud de onda en metros
• Frecuencia de la portadora en Mhz
• Distancia entre el transmisor y receptor en Km.
• Pérdidas por propagación de la señal por Walfisch-Ikegami

Módulo de comparación y análisis de resultados. Se obtiene la comparación de los datos experimentales, los datos de la herramienta para enlaces fijos de corta distancia y los datos de los modelos Walfisch-Ikegami con línea de vista y espacio libre. Se determina el que mejor predice los datos medidos experimentalmente por medio de parámetros estadísticos como el error promedio, la desviación estándar y unas gráficas que muestran el comportamiento de estos modelos.

Requerimientos de diseño

Implementación de enlaces:

• Se debe tener en cuenta primordialmente el tipo de antenas que se va utilizar tanto en el sistema receptor como en el sistema transmisor, con el fin de saber si esta cubre el área donde se desean realizar los enlaces para el proyecto
• El tipo de transmisor a utilizar debe cumplir con el estándar 802.11b. Además la potencia de transmisión no debe exceder la potencia máxima emitida en la resolución número 000689 de 2004 del Ministerio de Telecomunicaciones. Ver [4]
• El área donde se realizarán las pruebas debe cumplir con el concepto de zona urbana y además se debe verificar que en el sector se encuentren las 4 diferentes situaciones de obstrucción en la primera zona de Fresnel para los enlaces realizados

Herramienta para enlaces urbanos fijos de corto alcance

Para la elaboración de la herramienta de predicción para enlaces Urbanos Fijos de corto alcance, se utiliza de base el modelo Walfisch Ikegami (LOS), el cual cumple con los requerimientos de frecuencia y operación. Este modelo se le agrega un coeficiente de obstrucción, de acuerdo al nivel de obstaculización presente en cada enlace.

Para hallar el coeficiente de obstrucción de la primera zona de Fresnel para cualquier caso, se tiene en cuenta las siguientes situaciones.

Fig. 3. Situación del enlace con línea de vista .

Fig. 4. Situación del enlace con obstrucción.

Donde la medida “x” puede tener valores positivos o negativos, si la obstrucción se encuentra por debajo o por encima de la línea de vista respectivamente.

Para hallar “x” fue necesario observar la figura 3 y por medio de la ley de proporción de triángulos semejantes se puede inferir lo siguiente:

El triángulo ΔABE es semejante al triángulo ΔACD por lo tanto (3) donde:

• = longitud a la obstrucción
• = altura de obstrucción + X – altura del receptor
• = longitud del enlace
• = altura del transmisor – altura del receptor

Remplazando y despejando “X” de la ecuación (3) obtenemos

(4)

Para determinar el coeficiente de obstrucción de la primera zona, fue necesario hallar un porcentaje de obstrucción de esta en cada enlace. El valor “porcentaje de obstrucción”, es el complemento del porcentaje de la medida “x” con respecto al diámetro de la zona de Fresnel, es decir, que tanto esta “bloqueada” esta zona. Este valor puede tener porcentajes negativos si esta despejada completamente, y 100% o más si la obstrucción bloquea totalmente o más el diámetro de la primera zona de Fresnel.

Dependiendo de esta variable se determina el valor del coeficiente, el cual tiene 4 valores.

Si el “porcentaje de obstrucción” esta entre un porcentaje negativo y 24,9% el coeficiente de obstrucción es 0,1; entre el 25% y 49,9% el coeficiente de obstrucción es 0,3; entre 50% y 74,9% el coeficiente es 0,6; y entre 75% y 99% el coeficiente es 0,9.

Ya teniendo el coeficiente de obstrucción del enlace, se define el coeficiente de Walfisch-Ikegami, ecuación (5), con el fin de ponderar el coeficiente de obstrucción que sufre el enlace en el cálculo de las pérdidas por propagación que adiciona el modelo Walfisch-Ikegami en su estudio.

(5)

La atenuación de los radioenlaces de la herramienta se calcula aplicando el criterio de ponderación (ver [1]) al modelo de Walfisch-Ikegami, de acuerdo al coeficiente de obstrucción registrado y se define en la ecuación (6)

(6)

En las cuales:

• Atenuación por propagación de los radioenlaces obtenida por la herramienta
• Coeficiente de obstrucción

Finalmente la potencia en el receptor queda expresada de la siguiente forma (ecuación (7)).

(7)

Donde:

• Potencia recibida en el receptor
• Potencia en dBm en el transmisor
• Ganancias en transmisor o receptor (antenas, cables, conectores, etc.)
• Perdidas en transmisor o receptor (antenas, cables, conectores, etc.)

Selección de dispositivos

El hardware seleccionado para conformar cada bloque funcional del sistema se especifica a continuación:

Transmisor 802.11b. Se seleccionó el transmisor Trendnet TEW 453APB, que cumple con el estándar 802.11b, la potencia de salida es de 500mW y consta de una antena desmontable con conector SMA hembra, la cual se puede cambiar por una antena de mayor ganancia.

Cables. En el sistema transmisor se utilizó el cable CDF 200 Low Loss de 8m de longitud, con conectores SMA hembra y N macho. Para el sistema receptor se utilizó el LMR 100(pigtail), que por su alta pérdida sólo se puede usar en tramos cortos, a riesgo de que el sistema tenga demasiada pérdida en los cables. Sólo es posible usar este cable debido a que el conector RP-MMCX sólo viene para este diámetro. Para hacer que la conexión sea mas extensa, se adapta una extensión de cable, el cual se utiliza un cable LMR-400 que tiene 1 metro de longitud y sus pérdidas son bajas.

Conectores. Hay que tener muy presente el tipo de conector con que viene dispuesta la tarjeta, los cuales son MMCX reverse connector

Este conector viene con salida para el cable LMR-100, el cual tiene pérdidas muy grandes y poca protección para la señal debido a su reducido diámetro

Antenas. En el sistema transmisor, como es necesario hacer pruebas alrededor de un punto, se optó por una antena Omnidireccional, que tiene una ganancia de 10dbi, para un total cubrimiento de la zona a 1 Km. Para el sistema receptor se necesita de una antena directora, de ganancia igual o mayor a 10dbi y de bajo costo. Se escogió la antena YAGI UDA, que fue diseñada y utilizada en la tesis “DISEÑO DE ANTENAS DIRECTIVAS PARA WI-FI” que se realizó en la Universidad del Norte [2]. Consta de 15 directores y tiene una ganancia de 15dbi.

Software de medición NetStumbler. Este Software para análisis de redes 802.11 nos brinda las características necesarias para la realización del proyecto, las cuales son:

• Mide el nivel de potencia recibido del sistema transmisor
• Detecta otras redes que pueden causar interferencia con la red analizada
• Detecta puntos de acceso Inautorizados en la zona de trabajo
• Ayuda al correcto direccionamiento de las antenas en los radioenlaces
• Verifica que la red instalada este en la forma deseada

Sistema de posicionamiento global (GPS). Para las mediciones de las distancias de los enlaces, y de las alturas de la antena transmisora, receptora y de los obstáculos, se escogió el GPS JAVAD Navigation System, prestado por el laboratorio de Suelos de La universidad del Norte. Este dispositivo toma como referencia 10 o más satélites geoestacionarios, con el fin de brindar una medida completamente precisa, donde se puede presentar un error máximo del 3%, obteniendo así información válida y confiable para el desarrollo del proyecto. Además tiene una resolución de uno a diez centímetros por punto de muestra lo cual es muy confiable a la hora de realizar la medición.

Modelos de propagación

Espacio libre. Es un modelo básico muy utilizado en las telecomunicaciones, ya que la pérdida de señal más importante es la del desvanecimiento por la transmisión en espacio libre, y esta solo depende de la distancia total del enlace y de la longitud de onda.

COST 231 Walfisch-Ikegami (LOS). Es un modelo diseñado para Microceldas en un ambiente urbano, donde la distancia máxima del enlace no es mayor a 1KM, se puede utilizar para la frecuencia que opera WI-FI, y también es utilizado en situaciones donde se tenga línea de vista entre la antena transmisora y receptora. Por lo tanto cumple con los requerimientos del proyecto.

Diseño de la implementación de las pruebas

Para la obtención de los resultados experimentales se localizan previamente los puntos donde se instalará el sistema transmisor, luego se procede con la escogencia de los lugares donde se tomarán las pruebas de potencia con el sistema receptor. Dicha escogencia de los puntos receptores se realizó desde las azoteas de los edificios donde se encuentra ubicado el sistema transmisor. A continuación se muestran los puntos alrededor de uno de los edificios donde se instaló el sistema transmisor(ver figura 5).

Fig. 5. Puntos del receptor de acuerdo a la ubicación del transmisor Ed La rosadela

Pruebas y resultados

Resultados experimentales de los enlaces implementados

A continuación se describe la realización de 4 enlaces con las 4 diferentes situaciones de obstrucción, donde se muestra una tabla que nos dice la descripción detallada del enlace. Posteriormente se mostrará una tabla que contiene todos los enlaces realizados, con sus debidas características, debido a que la mecánica de obtención de las pruebas siempre es la misma.

Obstrucción leve. Este enlace, hace referencia al menor coeficiente de obstrucción (0.1) donde el obstáculo se encuentra a un nivel muy inferior respecto a línea directa entre el transmisor y el receptor. Como máximo un 24.9% de obstrucción de la primera zona de Fresnel.

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Tabla 1. Descripción detallada del 1er enlace

Obstrucción Parcial. En estos Enlaces que tienen obstrucción parcial, las obstrucciones se encuentran a un nivel cercano a la línea de visión entre las antenas transmisoras y receptoras. En esta categoría es posible asegurar que existe, entre un 25% y 49.9 % de obstrucción de la primera zona de Fresnel.

Tabla 2. Descripción detallada del 2do enlace.

Obstrucción Crítica. Enlaces donde las obstrucciones se encuentran a un mismo nivel que la línea directa de visión entre la antena transmisora y receptora, por lo que es posible asegurar entre un 50% y 74.9% de la primera zona de Fresnel se encuentra bloqueada.

Tabla 3. Descripción detallada del 3er enlace

Obstrucción Grave. Enlaces donde las obstrucciones se encuentran a un nivel por sobre la línea directa de visión entre la antena transmisora y receptora, por lo que entre un 75% y 99% de la primera zona de Fresnel se encuentra bloqueada.

Tabla 4.Descripción detallada del 4to enlace

Comparación y análisis de resultados

En la tabla 6, la cual se encuentra en la siguiente página, se muestra la distancia total del enlace, los valores teóricos para los modelos Espacio Libre, Walfisch I. (LOS), Okumura-Hata, Hata extendido, (Ver [9] [1] Okumura-Hata y Hata extendido) y los valores de la herramienta implementada con su coeficiente de obstrucción y el error de cada modelo con respecto a la medida real.

Los modelos Okumura-Hata y Hata extendido son modelos utilizados en la actualidad, pero no se incluyeron en la investigación debido a que trabajan en otro rango de distancia, solo se muestran sus resultados y comportamiento frente al entorno estudiado.

Donde:

P Rx real: potencia medida en el receptor en cada enlace medido.

d [m]: longitud total del enlace en metros. Obst: coeficiente de obstrucción del radioenlace.

PRx [dBm]: Potencia teórica basándose en la herramienta

Se puede apreciar en la tabla 6 que la herramienta se implementa en todos los enlaces realizados durante el proyecto y además:

• Ofrece el menor error promedio y la menor desviación, lo cual indica que el grado de predicción es mejor
• Se nota un comportamiento similar de los datos medidos con los teóricos. (ver figura 11).
• Se observa que cuando la obstrucción es leve la herramienta tiende a comportarse al modelo de Espacio Libre y cuando es grave se asemeja al modelo Walfisch Ikegami(LOS)

Figura 6. Valores teóricos de la herramienta Vs valores reales del proyecto.

De acuerdo a lo analizado anteriormente, se pude asegurar que el coeficiente de obstrucción es un parámetro confiable a la hora de predecir el nivel de señal en un enlace fijo, por esta razón se realizó una regresión múltiple de los datos, tomando como variable dependiente los datos obtenidos experimentalmente y como variables independientes las distancias y el coeficiente de obstrucción de cada enlace. Donde se generó la siguiente ecuación.

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Donde C, es el coeficiente de obstrucción presente en el enlace y D es la distancia total del enlace en metros, obteniendo un error típico de la ecuación es de 3,705% y un R2 ajustado de0.533, lo cual esta dentro del intervalo que puede considerarse como una ecuación ajustada.

Se compararon los valores obtenidos por los modelos de Espacio Libre, Walfisch I. (LOS) y la herramienta implementada con los valores obtenidos por la regresión múltiple de los valores reales, (ver figura 7).

Tabla 6. Resultados de los modelos teóricos Vs Pruebas experimentales

Se puede apreciar que la herramienta tiene un comportamiento muy similar a la ecuación obtenida de las pruebas realizadas en el campo. Por esta razón se puede utilizar esta ecuación para predecir el nivel de potencia en un enlace en la ciudad de Barranquilla a una distancia entre 0,1 a 1 Km, con una frecuencia de operación de 2.45Ghz, teniendo en cuenta el coeficiente de obstrucción presente en el enlace.

Fig. 7. Comportamiento de los resultados obtenidos para cada modelo.

Conclusiones

Se lograron implementar 26 enlaces de telecomunicación de corto alcance, con el fin de validar una herramienta capaz de predecir el nivel de señal recibida en una zona Urbana o Suburbana, para lo cual es necesario tener presente las clasificaciones definidas del grado de obstrucción presente en el enlace. Esta herramienta predice la calidad del enlace con un margen de error menor al 5% en el 88.5% de los casos estudiados.

Un aspecto importante que fue comprobado gracias a las mediciones realizadas es que en situaciones donde el área es suburbana y las obstrucciones se encuentran muy por debajo de la primera zona de Fresnel, el modelo de Espacio Libre es el que mejor se comporta, y cuando el área es urbana con densidad de edificios y se presente una obstrucción grave, el modelo Walfisch Ikegami (LOS) es el escogido para este tipo de situación.

Finalmente se obtuvo una ecuación por medio de una regresión lineal con los valores reales obtenidos en el campo, la cual presenta un error típico del 3.705% logrando un modelo confiable para predecir el nivel de la señal en una zona urbana de la ciudad de Barranquilla.